BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Output dari penelitian ini berhasil menunjukkan bahwa optimalisasi proses injeksi plastik di PUTP ATMI Surakarta menggunakan analisis CAE moldflow (moldflow plastic insight 2015) berhasil meningkatkan kualitas produk base plate. Hal ini terbukti dengan berkurangnya proses trial and error dan menggantinya dengan analisis CAE moldflow. Analisis CAE moldflow telah berhasil memperoleh prediksi cacat pada produk, dimana dalam penelitian ini adalah shrinkage dan mendapatkan setting parameter proses yang optimal. Hal ini menunjukkan bahwa WI dan PUTP ATMI Surakarta dalam waktu sekitar enam bulan telah mampu menerapkan konsep manufaktur plastik modern berbasis CAE dengan hasil maksimal.
Tujuan dalam penelitian ini telah tercapai dengan hasil sebagai berikut:
1. Verifikasi desain produk base plate telah didapatkan dari hasil analisis CAE moldflow. Hal itu dapat dilihat dari hasil meshing dual-domain dan analisis fast fill yang menunjukkan tidak adanya error seperti short shot maupun kegagalan injeksi ketika proses simulasi.
2. Hasil parameter setting pemesinan yang optimal pada produk base plate dengan mesin injeksi plastik kapasitas 100 ton adalah pada kondisi mold temperature 70 °C, melt temperature 235 °C, injection pressure 100 MPa, injection time 1,008 detik, dan cooling time 9,7815 detik. Berdasarkan parameter tersebut akan didapatkan volumetric shrinkage optimal pada 7,612% dan shrinkage rata-rata hasil simulasi adalah 0,4871%. Hasil tersebut telah memenuhi standar kualitas yang diminta oleh customer. Total volume base plate adalah 46,2861 cm3 dan total beratnya adalah 44,0036 g. Total cyle time yang dibutuhkan oleh produk base plate dalam sekali injeksi adalah 18,9895 detik.
122
menentukan setting parameter optimal di mesin injeksi dan sebagai alat untuk memverifikasi produk plastik sebelum diproses lanjut di mesin injeksi.
6.2. Saran
Analisis CAE moldflow pada studi kasus base plate sudah dapat digunakan sebagai data yang menyertai mold produk tersebut. Beberapa hal yang perlu diperhatikan oleh mold maker atau operator setting mesin injeksi adalah sebagai berikut:
a. Runner system menggunakan cold runner dan side runner location.
b. Pembuatan air venting perlu dilakukan pada mold untuk bagian-bagian yang terjadi air traps.
c. Weld-line perlu verifikasi trial untuk performansi. d. Shrinkage perlu verifikasi trial untuk dimensi.
e. Optimasi cooling system dapat dilakukan selama diperlukan.
DAFTAR PUSTAKA
Autodesk., (2010). Autodesk Moldflow Insight Performance (course modul). Jakarta: Autodesk
Bellavendram, Nicolo., (1995). Quality by Design: Taguchi Techniques for Industrial Experimentation. London: Prenice Hall.
Budiyantoro, Cahyo., (2007). Analysis and Optimization of Injection Molded Parts using Fusion and 3D Elements of Moldflow. Germany: Polymer Techonolgy University of Aalen.
Chen, Wu-Lin., Chin-Yin Huang and Chi-Wei Hung., (2010). Optimization of Plastic Injection Molding Process by Dual-Response Surface Method with Non-Linear Programming. Emerald. Vol. 27, No. 8. Pp. 951-966.
Fish, Jacob and Ted Belytcschk., (2007). A First Course in Finite Elements. England: Wiley
Gastrow, Hans,. (2006). Injection molds: 130 proven designs. Germany: Hanser Gardner Publications
Goodship, V., (2004). Practical Guide to Injection Moulding. Arburg: Rapra Technology Limited
Indonesian Mold and Dies Assosiation., (2006). Mold Dictionary. Diakses tanggal 7 Maret 2015 dari http://www.imdia.or.id/indonesian/dictionary/mold.html. Menges, Georg,. (2001). How to make injection molds. German: Carl Hanser
Verlag
Moerbani, J., (1999). Plastic Moulding. Solo: ATMI Surakarta
Moldflow Corporation., (2015). Tutorial Moldflow Plastic Insight 2015. USA: Autodesk
Oktem, H., (2012). Modeling and Analysis of Process Parameters for Evaluating Shrinkage Problems During Plastic Injection of a DVD-ROM Cover. ASM International, Vol. 21, No.1. Pp. 25-32
Riyanto, Seto Agung., (2014). Laporan pelaksanaan pelatihan tidak bergelar dalam negeri bidang pemodelan sistem injeksi molding berbasis metode elemen hingga. Solo: ATMI Surakarta
Shoemaker, Jay., (2006). Moldflow design guide: a resource for plastic engineers. German: Carl Hanser Verlag
Lampiran 2.
KUESIONER
untuk Stakeholders/ Industri
Berikan tanda (√) pada jawaban yang sesuai :
1. KARAKTERISTIK PERUSAHAAN/INSTANSI
1.1 Nama Perusahaan/Instansi : ………. 1.2 Alamat Perusahaan/Instansi : ………. No. Telepon, Fax,Email : ……….
1.3 Bidang usaha plastik perusahaan ini adalah:
1. Industri komponen otomotive 2. Industri komponen elektronik
3. Industri mold making
4. Industri kemasan
1.5 Berapa persentase lulusan diploma yang bekerja di instansi/perusahaan ini?
1. < 10% 3. > 25% - 50%
2. > 10% - 25% 4. >50 %
1.6 Jenis mesin produksi plastik yang digunakan?
1. Mesin Injeksi 3. Mesin Thermoforming
2. Mesin Ekstrusi 4. Mesin lain: ………..
1.7 Jenis mesin manufaktur yang digunakan?
1. Mesin Frais Konv. 3. Mesin Erosi
134 1.8 Jenis pengujian yang digunakan?
1. Mechanical testing 3. Thermal testing
2. Optical testing 4. Lainnya: ………
1.9 Jenis prototyping yang digunakan?
1. 3D printing 3. Lainnya: …………
2. 3D scanning
2. SOFTWARE DESAIN DAN ANALISA YANG DIGUNAKAN
Software CAD / CAM dan CAE banyak digunakan dalam manufaktur plastik untuk mempercepat proses produksi. Mohon masukan tentang software desain dan analisa yang digunakan sesuai kebutuhan perusahaan.
2.1. Jenis software desain yang digunakan di perusahaan ini?
1. CATIA 3. AutoCAD
2. Solidworks 4. Lainnya: ……….
2.2. Jenis kegiatan perancangan yang dilakukan di perusahaan ini?
1. Product Design 3. Mold Design
2. Sheet metal design 4. Die Design
2.3. Jenis software analisa CAE yang digunakan di perusahaan ini?
1. MoldFlow 3. ABAQUS
2.5. Hasil Analisa moldflow yang didapatkan di perusahaan ini dari mana?
1. Pemakaian software 3. Dari supplier mold
2. Jasa Vendor analisis 4. Lainnya: ………
Lampiran 3.
HASIL KUESIONER UNTUK STAKEHOLDER / INDUSTRI
1. KARAKTERISTIK PERUSAHAAN/INSTANSI
1.1 Nama Perusahaan/Instansi : lampiran 4. 1.2 Alamat Perusahaan/Instansi : lampiran 4. No. Telepon, Fax,Email : lampiran 4. 1.3 Bidang usaha plastik perusahaan ini adalah:
No Bidang Usaha Perusahaan Jumlah 1 Industri komponen otomotive 6 2 Industri komponen elektronik 4
3 Industri mold making 4
1.5 Berapa persentase lulusan diploma yang bekerja di instansi/perusahaan ini?
1.6 Jenis mesin produksi plastik yang digunakan?
1.7 Jenis mesin manufaktur yang digunakan?
136 1.8 Jenis pengujian yang digunakan?
1.9 Jenis prototyping yang digunakan?
2. SOFTWARE DESAIN DAN ANALISA YANG DIGUNAKAN
Software CAD / CAM dan CAE banyak digunakan dalam manufaktur plastik untuk mempercepat proses produksi. Mohon masukan tentang software desain dan analisa yang digunakan sesuai kebutuhan perusahaan.
2.1. Jenis software desain yang digunakan di perusahaan ini?
2.2. Jenis kegiatan perancangan yang dilakukan di perusahaan ini?
2.3. Jenis software analisa CAE yang digunakan di perusahaan ini?
2.5. Hasil Analisa moldflow yang didapatkan di perusahaan ini dari mana?
2.6. Silahkan menuliskan manfaat analisa CAE moldflow di perusahaan ini bagi peningkatan kualitas produksi!
No Manfaat Analisa CAE moldflow bagi perusahaan 1 Prediksi cacat sebelum pembuatan mold
2 Optimasi setting parameter proses injeksi 3 Data mold dan setting mesin injeksi 4 Mengetahui dan mengatasi cacat produksi 5 Data verifikasi mold baru
6 Penanggulangan / preventif pada cacat produk 7 Sebagai panduan pembuatan mold
8 Mempercepat proses trial
9 Memperkecil jumlah kegagalan produk saat trial 10 Problem solving kegagalan injeksi
138 Lampiran 4.
DAFTAR SEBARAN KUESIONER AKAN MANFAAT ANALISIS CAE BAGI INDUSTRI PLASTIK
NO CONTACT PERSON PERUSAHAAN ALAMAT SURAT NO TELP.
1 Bp. Yesaya Budi S Sinar Agung Selalu Sukses Jl. Solo-Sragen KM 7,7 Karanganyar, Jateng 0271-821474
2 Bp. Maternus F. L. PT. Hartono Istana Teknologi Jl. KHR Asnawi PO BOX 126, Kudus 59332, Jateng 0291-433255
3 Bp. Giyarto Pilar Kekar Plasindo Jl. Ir Sutami No. 47, Jebres, Solo 57126 0271-643151
4 Bp. Tamsiyo Indoplast Jl. Sumpah Pemuda No. 4, Solo 0271-855655
5 Bp. Erasmus Weni Hidup Baru Plasindo Jl. Raya Grogol 175, Bacem, Sukoharjo 0271-620929
6 Bp. Dony M King Manufacture Jl. Kepatihan No. 4 RT 03 RW 02, Surakarta 0271-783029
7 Bp. Listyanto G PT.Starlight Prime Thermoplast Jl. Raya Magelang Km 17, PO BOX 102, Sleman, Yogyakarta 0274-868783 8 Bp. Petrus Tedja H PT. Yogya Presisi Teknikatama Industri Jl. Kabupaten Dhuri, Tirtomartani, Kalasan, Sleman 0274-498282
9 Bp. Didik PT. Dynaplast Jl. M.H Thamrin No.1, Lippo Karawaci, Tangerang, Jabar 15811 021-54631111
10 Bp. Andreas P PT. Indonesia Stanley Electric Jl. Bhumimas I No 17 Kaw. Industri Cikupamas, Tangerang 15001 081281491555
11 Bp. Johny Wijaya PT. E-T-A Indonesia Jl.Berbek Industri III No.5 Sidoarjo 61256 031-8496226
12 Bp. Dwi Yanto B PT. Dharma Poliplast Jl. Meranti 1 Blok L1 - 1, Kaw. Delta Silicon Ind. Park, Bekasi 17550 021-37330810
13 Mr. Itsuo Tanigawa IMDIA Jl. Raya Bogor Km. 29, Graha Manajemen YPMG, Jakarta 13710 021-8702852
14 Bp. Joko Suprayitno PT. ATMI IGI Jl. Mojo No.1, Karangasem, Layewan, Surakarta 0271-714466
15 Bp. Budi Susanto S The Indonesian Olefin Aromatic & Plastic
Industry Association Jl. Let. Jend S. Parman Kav 22 - 24, Grand Slipi Tower, Jakarta 11480 021-29021945
16 Bp. Aryo Danang K CV. Karya Hidup Sentosa Jl. Magelang 144, Yogyakarta 0274-512095
Lampiran 5.
KUESIONER
untuk PUTP / WORK INJECTION
Berikan tanda (√) pada jawaban yang sesuai :
1. IDENTITAS RESPONDEN
Nama Lengkap : ……….
NIK : ……….
Departemen / Section : ………. 2. Apakah anda mengetahui mengenai mesin Injeksi plastik?
1. Ya 2. Tidak
3. Apakah anda mengerti cara mengoperasikan mesin injeksi plastik?
1. Ya 2. Tidak
4. Jika anda mengerti cara mengoperasikan mesin injeksi plastik, menurut anda, hal apa saja yang mempengaruhi kinerja mesin injeksi plastik? (Dapat lebih dari 1 jawaban)
140
7. Menurut anda, apakah faktor Injection pressure mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
10. Menurut anda, apakah jenis plastik yang berbeda-beda mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
1. Ya 2. Tidak
11. Menurut anda, apakah ketebalan plastik yang berbeda-beda mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
1. Ya 2. Tidak
Mohon berikan alasannya ... ...
12. Menurut anda, cacat produksi apa saja yang terjadi dalam proses injeksi plastik? ( Dapat lebih dari 1 jawaban )
13. Menurut anda, selain faktor/ parameter yang sudah disebutkan diatas, adakah faktor lain yang mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik? ( Dapat lebih dari 1 jawaban )
14. Menurut anda, apakah perlu bantuan software analisa untuk lebih mengetahui faktor yang berpengaruh?
1. Ya 2. Tidak
Mohon berikan alasannya ... ...
142 Lampiran 6.
HASIL KUESIONER UNTUK PUTP / WORK INJECTION
1. IDENTITAS RESPONDEN
2. Apakah anda mengetahui mengenai mesin Injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
3. Apakah anda mengerti cara mengoperasikan mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
4. Jika anda mengerti cara mengoperasikan mesin injeksi plastik, menurut anda, hal apa saja yang mempengaruhi kinerja mesin injeksi plastik? (Dapat lebih dari 1 jawaban)
5. Menurut anda, apakah faktor melt temperature mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Bila terlalu tinggi, material akan terbakar, bila terlalu rendah, material dingin lebih cepat dan flow material menjadi jelek.
6. Menurut anda, apakah faktor mold temperature mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Semakin panas, surface produk semakin gelap, weld-line minimal, cooling harus efektif.
NO NAMA JABATAN DEPARTEMEN
1 Bapak Cahyo Budiantoro, ST.MSc. Kepala Dept. Pusat Unggulan Teknologi Plastik 2 Bapak Herda Agus Pamasaria, ST. Perencanaan Pusat Unggulan Teknologi Plastik 3 Bapak Bondan Wiratmoko, ST. Kepala Desain Mold Desain Teknik Perancangan Mesin
4 Bapak Suryadi Kepala Mold Mold Maker IGI
5 Bapak Andika Vipi Pradipta Kepala produksi Work Injection (injection plastik production)
Plastic material 5 Injection pressure 5
Mold-open time 5 Packing time 5
7. Menurut anda, apakah faktor Injection pressure mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Bila terlalu rendah akan muncul sink-mark, bila terlalu tinggi akan overpack
8. Menurut anda, apakah faktor Injection time mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Bila rendah maka akan shot shot, bila tinggi maka cycle time lama
9. Menurut anda, apakah faktor Cooling time mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Bila rendah, produk belum dingin sempurna, bila tinggi/panjang, memperlama cycle time dan mempengaruhi kualitas shrinkage produk.
10. Menurut anda, apakah jenis plastik yang berbeda-beda mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Beda material beda karakter, bisa di lihat pada material data spec atau Material Flow Index (MFI)
11. Menurut anda, apakah ketebalan plastik yang berbeda-beda mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik?
YA 5
TIDAK 0
Ketebalan mempengaruhi flow material plastik yang mempunyai sifat non-newtonian
12. Menurut anda, cacat produksi apa saja yang terjadi dalam proses injeksi plastik? ( Dapat lebih dari 1 jawaban )
Weld-line, sink-mark, bubble, flashing, warpage, jetting, flow-mark, shrinkage
13. Menurut anda, selain faktor/ parameter yang sudah disebutkan diatas, adakah faktor lain yang mempengaruhi hasil cetakan dari mesin injeksi plastik? ( Dapat lebih dari 1 jawaban )
144
14. Menurut anda, apakah perlu bantuan software analisa untuk lebih mengetahui faktor yang berpengaruh?
YA 5
TIDAK 0
Untuk mengurangi atau meminimalkan loss selama trial atau eksperimen dan mendapatkan prediksi cacat produk untuk mengoptimalkan mold serta mendapat setting parameter mesin yang terbaik
OPTIMALISASI PROSES INJEKSI PLASTIK MENGGUNAKAN
MOLDFLOW
DUAL-DOMAIN
PADA DESAIN
BASE PLATE
Disusun Oleh :
FX. Seto Agung Riyanto
NIM : 13 16 07620
INTISARI
Base plate adalah salah satu bagian dari terminal elektronik untuk industri. Terminal elektronik yang aman, tidak mudah rusak dan tahan terhadap cuaca menuntut bagian base plate
mempunyai karakter yang kuat, ulet, tahan air, tahan terhadap suhu ekstrem, tahan karat dan mempunyai dimensi yang stabil ketika dirakit. Base plate merupakan produk baru yang akan diproduksi oleh Work Injection ATMI Surakarta (WI) menggunakan proses injeksi plastik dengan mesin injeksi Toshiba EC100SX berkapasitas 100 ton. Proses injeksi di WI masih menerapkan konsep manufaktur plastik konvensional dengan mengandalkan trial mold untuk memenuhi tuntutan kualitas dari customer berupa minimalisasi volumetric shrinkage yang tidak boleh lebih dari 10% dan shrinkage produk antara 0,4% - 0,7%. Penelitian ini akan membahas tentang lamanya waktu setting parameter proses dan perbaikan mold atau produk yang sangat tergantung pada hasil injeksi saat proses trial di industri plastik konvesional. Hal tersebut mengakibatkan material plastik yang terbuang masih tinggi dan proses yang tidak efektif. Penelitian ini juga memberikan metode baru tentang konsep manufaktur plastik modern berbasis Computer Aided Engineering (CAE).
Metode yang digunakan adalah taguchi dan Moldflow dual-domain. Metode taguchi digunakan untuk mendapatkan paramater proses mesin injeksi yang optimal dengan orthogonal array dan optimalisasi parameter proses dilakukan dengan moldflow dual-domain untuk memperoleh prediksi shrinkage yang diinginkan serta data setting mesin yang optimal. Teknologi CAE yang digunakan adalah Autodesk Moldflow plastic insight 2015 untuk analisis proses injeksi plastiknya.
Hasil optimalisasi menunjukkan bahwa volumetric shrinkage
maksimal pada base plate adalah 7,612% dan shrinkage produk rata-rata sebesar 0,4871%. Parameter proses yang optimal adalah pada mold temperature 70 °C, melt temperature 235 °C, injection pressure 100 MPa, injection time 1,0080 s, dan cooling time
9,7815 s. Total cycle time yang diperoleh adalah 18,9895 s dengan pressure at V/P switch-over 41,67 MPa. Produk base plate
